2022 A/L Physics Past Paper · Question 36 (Sinhala Medium)

Answer: (2) $500\ \text{cm}^3$

දී ඇති තොරතුරු

අපි දන්නා දේ:

ලී ඝනකයේ පැත්තේ දිග $10\ \text{cm}$ ය. එහි ඝනත්වය $800\ \text{kg m}^{-3}$ ය.

ජලයේ ඝනත්වය $1000\ \text{kg m}^{-3}$ ය.

ඝනකය සැහැල්ලු තන්තුවකින් දුනු තරාදියෙන් එල්ලා ඇත. තරාදියේ පාඨාංකය $3\ \text{N}$ ය.

රූපයෙන් පෙනෙන්නේ ඝනකයේ කොටසක් ජලය තුළ ඇති බවයි.

ප්‍රශ්නයේ $g$ දී නැත. සංඛ්‍යා පූර්ණ අගයන් ලෙස ලැබීමට $g = 10\ \text{m s}^{-2}$ ලෙස ගනිමු.

ප්‍රශ්නය අසන්නේ කුමක්ද

සෙවිය යුතු දේ: ජලය තුළ ඇති ලී පරිමාව.

සෑම අකුරක්ම කුමක් දැක්වේ ද:

$V$ ($\text{m}^3$): මුළු ඝනකයේ පරිමාව.

$V'$ ($\text{m}^3$): ජලය තුළ ඇති ඝනකයේ පරිමාව.

$\rho_c$ ($\text{kg m}^{-3}$): ලීවල ඝනත්වය.

$\rho$ ($\text{kg m}^{-3}$): ජලයේ ඝනත්වය.

$W$ ($\text{N}$): ඝනකයේ බර.

$T$ ($\text{N}$): තන්තුව අදින බලය, එනම් තරාදියේ පාඨාංකය.

$U$ ($\text{N}$): ජලය ඝනකය මත ඇති කරන උඩුකුරු තෙරපුම.

අදාළ න්‍යාය

සිදු වන්නේ කුමක් ද:

ගුරුත්වය ඝනකය තමන්ගේ බර $W$ සමඟ පහළට අදී.

තන්තුව එය $T$ සමඟ ඉහළට අදී, එනම් තරාදියේ පාඨාංකය.

ටැංකියේ ජලය, ඒ තුළ ඇති ඝනකයේ කොටස ඉහළට තල්ලු කරයි. මේ තල්ලුව උඩුකුරු තෙරපුම $U$ ය.

ඝනකය නිසලව එල්ලී ඇත, එබැවින් ඉහළට බල පහළට බලයට සමාන ය.

$$T + U = W$$

වචනවලින්: තන්තුව අදින බලය හා උඩුකුරු තෙරපුම එකතුව බරට සමාන ය.

යම් වස්තුවක් පූර්ණ වශයෙන් හෝ එහි කොටසක් හෝ නිසල තරලයකගිලී පවතින විට තරලය මගින් වස්තුව මත ඇති කරන්නා වූ උඩුකුරු තෙරපුම වස්තුව මගින් විස්ථාපිත තරල පරිමාවේ බරට සමාන වන බව ආකිමිඩීස් මූලධර්මයෙන් කියැවේ.

යම් වස්තුවක $V$ පරිමාවක් ඝනත්වය $\rho$ වූ තරලයක ගිලී පැවතුණ හොත් ආකිමිඩීස්ගේ මූලධර්මයට අනුව උඩුකුරු තෙරපුම $U = V\rho g$ වේ.

සූත්‍රය $U = V\rho g$ හි $V$ යනු ජලය තුළ ඇති පරිමාවයි. එය $V'$ ලෙස ලියමු.

උදාහරණයක් ලෙස, හිස් ප්ලාස්ටික් බෝතලයක් බාල්දියක ජලය තුළට තද කරන්න. බෝතලයෙන් වැඩි කොටසක් ජලය තුළට යන තරමට ජලය එය තවත් තදින් ඉහළට තල්ලු කරයි. තල්ලුව රඳා පවතින්නේ බෝතලය කොපමණ ජලයක් ඉවත් කරන්නේ ද යන්න මත ය.

ඝනකය ඒ බෝතලය වැනි ය. ජලය තුළ ඇති කොටස ජලය ඉවත් කරයි, ඒ ජලයේ බරම උඩුකුරු තෙරපුම වේ.

අවශ්‍ය සමීකරණ

$T + U = W$

$U = V'\rho g$

$W = V\rho_c g$

$V' = \dfrac{W - T}{\rho g}$

මෙම ප්‍රශ්නයට යෙදීම

$\dfrac{\text{N}}{\text{kg m}^{-3} \times \text{m s}^{-2}} = \text{m}^3$, එය පරිමාවකි.

$0.001$

$V = 0.1 \times 0.1 \times 0.1$

$8$

$W = V\rho_c g = 0.001 \times 800 \times 10$

$5$

$U = W - T = 8 - 3$

$0.0005$

$V' = \dfrac{U}{\rho g} = \dfrac{5}{1000 \times 10}$

$500$

$V' = 0.0005 \times 10^6$

තර්කය / ගණනය

ජලය තුළ ඇති ලී පරිමාව $500\ \text{cm}^3$ වේ.

එය විකල්පය (2) ය.

පරීක්ෂා කිරීම

$(rho_w * v * g - t) / (rho * g)$

මෙය සාධාරණ ද?

මුළු ඝනකය $1000\ \text{cm}^3$ වන අතර $500\ \text{cm}^3$ ඊට වඩා අඩු ය. එබැවින් රූපයේ පරිදි ඝනකයට කොටසක් ජලය තුළ තිබිය හැකි ය.

බල පරීක්ෂා කරමු: $3 + 5 = 8\ \text{N}$. තන්තුව අදින බලය හා උඩුකුරු තෙරපුම එකතුව බරට සමාන ය.

උඩුකුරු තෙරපුම පරීක්ෂා කරමු: ජලය $500\ \text{cm}^3$ ක ස්කන්ධය $0.5\ \text{kg}$ ද බර $5\ \text{N}$ ද වේ. අප සොයාගත් උඩුකුරු තෙරපුම එය ම ය.

ප්‍රශ්නයේ $g$ දී නැත. $g = 9.8\ \text{m s}^{-2}$ ගතහොත් පරිමාව ආසන්න වශයෙන් $494\ \text{cm}^3$ වන අතර එය ද වඩාත් ළඟ ඇත්තේ විකල්පය (2) ට ය.

නිගමනය

$V' = 500\ \text{cm}^3$

ජලය තුළ ඇති ලී පරිමාව $500\ \text{cm}^3$ වේ.

පිළිතුර (2) ය.

යමක් නිසලව එල්ලී ඇති විට ඉහළට බල සහ පහළට බල ලැයිස්තුගත කර ඒවා සමාන කරන්න.

උඩුකුරු තෙරපුම යනු වස්තුව ඉවත් කරන ජලයේ බරයි. එබැවින් උඩුකුරු තෙරපුම $\rho g$ න් බෙදූ විට ජලය තුළ ඇති පරිමාව ලැබේ.

විභාග ඉඟිය